第一原理による機能性酸化物材料の原子構造および電子状態の理論計算

基于第一原理的功能氧化物材料原子结构和电子态理论计算

基本信息

批准号：
11F01799
负责人：
幾原雄一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

ダブルペロブスカイト構造のSr_2FeTaO_6結晶は、ディスオーダー相で頻繁に存在し、23K以下の温度においてスピングラス的挙動を示すことが明らかになった。このような挙動は、磁性Feイオン原子間の第二最近接原子間の相互作用(Next-Nearest-Neighbour Interaction)に由来することが以前から報告されている。このNNN相互作用の存在を検証するために、まず実験的にSr_2FeTaO_6薄膜における安定なBサイトオーダー相を得ることが不可欠である。パルスレーザーデポジション法によって、SrTiO_3結晶基板の(111)面上にエピタキシャル成長させたダブルペロブスカイト構造の良質なBサイトオーダーSr_2FeTaO_6薄膜を得ることができた。球面収差補正器(Cs-Corrector)搭載の走査透過型電子顕微鏡(STEM)の高角環状暗視野(HAADF)像及び電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いて、Sr_2FeTaO_6薄膜の微細原子構造について詳細な観察を行った。この投影原子構造モデルを基に、理論計算で用いる三次元原子構造モデルが推定できる。SrTiO_3結晶基板では二種類の終端層の極性、Sr_2FeTaO_6薄膜では三種類の終端層、六回対称の界面原子積層を考慮すると、18種類の三次元界面原子構造モデルが推定される。界面吸着エネルギーの計算結果によると、界面においてSrTiO_3結晶はSrO_3-終端及びSr_2FeTaO_6結晶はTa-終端のケースが安定であることが明らかになった。この構造に対して、Vienna ab initio simulation package (VASP)計算を行い、界面電子状態をシミュレートした。その際、NNN相互作用するFe磁性イオンの様々な相対配列を考慮した。

据透露，在不一致的阶段，经常存在具有双钙岩结构的SR_2FETAO_6晶体，并在低于23K的温度下表现出旋转玻璃的行为。以前已经报道说，这种行为来自磁性原子原子之间的下一个最新纽布相互作用。为了验证这种NNN相互作用的存在，首先在SR_2FETAO_6薄膜中首先获得稳定的B点有序相是至关重要的。通过脉冲激光沉积，获得了高质量的B位级有序的SR_2FETAO_6薄膜，并获得了双钙钛矿结构在SRTIO_3晶体底物的（111）表面上表现出现的双钙钛矿结构。使用配备有球形异常校正器（CS-Corrator）的扫描透射电子显微镜（STEM）的高角度环形暗场（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（HAADF）图像（STEM）对SR_2FETAO_6薄膜的细细胞结构进行了详细的观察。基于该预测的原子结构模型，可以估计理论计算中使用的三维原子结构模型。考虑到SRTIO_3晶体底物中两种类型的末端层的极性，SR_2FETAO_6薄膜中的三种类型的终端层和六倍对称界面原子堆叠，18种类型的三维界面结构模型的18种类型。界面吸附能的计算结果表明，SRTIO_3晶体具有稳定的SRO_3端端病例，SR_2FETAO_6晶体具有稳定的TA_端病例。进行了维也纳的仿真软件包（VASP）计算以模拟接口电子状态。在这种情况下，考虑了与NNN相互作用的Fe磁离子的各种相对排列。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Strain control of orbital polarization and correlated metal-insulator transition in La2CoMnO6 from first principles

从第一原理对 La2CoMnO6 中轨道极化和相关金属-绝缘体转变的应变控制

DOI：
10.1063/1.3662859
发表时间：
2011-11
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Lv, Shuhui;Li, Hongping;Wang, Zhongchang;Han, Lin;Liu, Yao;Liu, Xiaojuan;Meng, Jian
通讯作者：
Meng, Jian

Atomic-scale Structure and Electronic Property of the Sr_2FeTaO_6/SrTiO_3 Interface

Sr_2FeTaO_6/SrTiO_3界面的原子尺度结构和电子性质